Aula 2a CILINDROS DE LAMINAÇÃO

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CILINDROS DE 
LAMINAÇÃO
Analisando um cilindro, podem-se 
distinguir nele três partes básicas
 a) corpo - onde ocorre o processo de laminação da peça
 b) pescoço - onde o peso do cilindro e a carga de laminação devem ser
suportados, e
 c) trevo - onde ocorre o acoplamento com o eixo motor através de uma
manga de engate.
Cilindros e suas aplicações
 Os cilindros com superfícies cilíndricas (geratriz reta) são
utilizados para a laminação de placas e chapas;
 Os cilindros com ranhuras ou passagens, que são
aberturas formadas na superfície, destinam-se à laminação
de perfis e barras.
Projeto eficiente de um cilindro
 A redução por passe deve se adequar aos diâmetros dos cilindros e à
capacidade da instalação do tratamento térmico, de forma a reduzir as
fraturas de cilindro e a potência necessária do laminador.
 As passagens devem ter suficiente inclinação lateral nas diversas
partes para se adaptarem ao gabarito do perfil da peça (este deve ser
elaborado com tolerâncias estreitas e considerando a contração devido
ao resfriamento).
 As secções transversais ao longo da peça devem resultar as mais
uniformes possíveis.
 A quantidade de metal laminado por cilindro é um fator de custo
importante e o desgaste dos cilindros deve ser minimizado; o custo de
fabricação do cilindro será menor se for menor o número de passes
necessários à condução do processo de laminação.
 Tanto as deformações da peça na direção longitudinal como as na
direção transversal devem ser consideradas; materiais laminados
diferentes apresentam espalhamentos laterais diferentes.
 Uma velocidade de laminação elevada restringe o espalhamento lateral
e a intensidade de redução.
 Uma temperatura de trabalho maior permite uma maior intensidade de
redução.
Cilindros de laminação
 Os cilindros de laminação primária (de blocos e placas) têm como
requisito a resistência mecânica, são submetidos, na laminação de
grandes massas com elevadas reduções, a pressões elevadas e
choques intensos.
 Nesses casos os cilindros são comumente constituídos de aço-liga e
fabricados por fundição, com tratamentos térmicos posteriores de
recozimento, têmpera e revenido.
 Mas de um modo geral, da laminação primária à de acabamento, os
diâmetros dos cilindros diminuem e a durezas dos materiais
constituintes se elevam.
Descrição do processo de laminação
 a) blocos e placas laminados a quente;
 b) chapas finas laminadas a quente;
 c) chapas finas laminadas a frio.
Laminação a quente de blocos e placas
 Os lingotes aquecidos podem ser laminados, para a obtenção de
blocos e placas e de produtos acabados, em uma instalação de
laminação constituída de diversos (até vinte) conjuntos laminadores
(trens de laminação) em operação contínua sem reaquecimento.
 O mais frequente é o processamento do lingote para a obtenção de
blocos e placas que serão, posteriormente laminados, resfriados e
armazenados.
 Essa fase do processo pode ser genericamente denominada de
"laminação primária".
A laminação primária tem dois objetivos 
básicos
 a) A conversão do lingote fundido em produtos laminados;
 b) A obtenção de produtos laminados na forma de peças,
com dimensões e massas especificadas.
Aquecimento dos lingotes
 É realizado para tornar o material suficientemente plástico
para a operação de laminação com reduções grandes de
secções.
 Essa operação é conduzida em forno-poço de
encharcamento a combustível (forno profundo, para
uniformização da temperatura) com controle da
temperatura, do tempo de permanência e das condições de
combustão.
Laminação a quente dos lingotes
 É conduzida para transformar a estrutura cristalina
grosseira (bruta de fusão) dos lingotes em uma estrutura
de grãos finos por meio da deformação plástica intensa e
recristalização subsequente.
 Além disso, a laminação a quente provoca o caldeamento
dos vazios internos decorrentes do processo de
solidificação do lingote.
O projeto da instalação de laminação, por 
sua vez, é dependente dos seguintes fatores:
 Força de laminação;
 Peso e tamanho das peças;
 Movimentação do material;
 Tempo de operação e produção por unidade de tempo.
 Em decorrência disso, podem ser encontradas em
operação diversas combinações de equipamentos de
laminação e tipos de laminadores.
Laminação a quente de chapas finas
 A laminação a quente de chapas é comumente conduzida numa instalação de
laminação contínua.
 Passam pelos equipamentos:
 laminador quebrador de carepa (uma gaiola duo);
 laminador transversal (uma gaiola quadruo);
 redutor (espremedor) de chapas grossas;
 tesoura de corte de chapa a quente;
 conjunto de laminadores (uma gaiola duo e duas quadruo) de desbaste;
 tesoura de corte das extremidades;
 laminador-quebrador de carepa;
 laminador de tiras a quente (seis gaiolas quadruo) de acabamento e
bobinadeiras
Procedimentos de laminação a quente
 a) Laminação de acabamento e de encruamento superficial, com a
finalidade de melhorar a planicidade da chapa e o acabamento
superficial (redução de rugosidade) e alterar as propriedades
mecânicas;
 b) Aplainamento por rolos ou por estiramento, para elevar
substancialmente a planicidade da chapa.
 c) Corte com facas circulares ou cilindros para reduzir largura da
chapa;
 d) Tratamento térmico de normalização ou de recozimento contínuos
em fornos com rolos transportadores.
 Aplainamento por rolos ou por estiramento em máquina hidráulica em chapas 
metálicas
Laminação a frio de chapas finas
 O processamento desse produto ocorre em dois estágios:
 Redução da espessura na dimensão (bitola) especificada;
 E operações de acabamento;
Acabamento das peças
 A laminação a frio, além de reduzir a espessura da chapa, cria nesse
produto um acabamento superficial elevado (pequena rugosidade) e
confere melhores propriedades mecânicas ao material laminado.
 A redução da espessura inicial é de 25 a 90%;
 O acabamento final é obtido na operação de laminação de
encruamento;
 Precedida do tratamento superficial de limpeza e do tratamento térmico
de recozimento ou normalização;
 Em que a redução de espessura é da ordem de 1 a 2%.
Controle do processo de laminação
 O controle do processo de laminação, e o controle da
qualidade da matéria-prima e dos produtos da laminação
são importantes procedimentos para garantir a eficiência
operacional da instalação fabril de laminação.
Controle de qualidade
 O controle da qualidade se inicia com a atividade de inspeção e análise
do metal fundido antes do lingotamento convencional ou contínuo.
 Dependendo do tipo de produto final a composição química do aço é
controlada, para estar de acordo com as especificações, realizando-se
análises químicas de amostras de metal líquido retiradas da panela de
corrida, conduzidas por métodos convencionais ou espectrográficos.
 Outros ensaios que podem ser realizados, em corpos-de-prova
retirados dos lingotes, são: análise macro e micrográfica, análise de
fratura, determinação do tamanho do grão, determinação da
temperabilidade e ensaios mecânicos.
 Avaliação da matéria prima.
Controle do processo
 Na laminação a quente é importante o controle das temperaturas da
peça antes e após o processamento, bem como o controle da
programação de passes.
 Em geral, na laminação devem ser verificados, com instrumentação
específica, os seguintes parâmetros do processo:
 Posicionamento dos cilindros em função das dimensões do produto
laminado em cada passe;
 Condição das ranhuras dos cilindros;
 Pressão de laminação (com auxílio de células de carga) e torquede
laminação.
Classificação dos produtos laminados
 A classificação dos produtos laminados é realizada em
função das suas formas e dimensões e de acordo com as
normas técnicas tradicionalmente estabelecidas.
 Essas normas apresentam diferenças nas indicações entre
si e quando se trata de produtos siderúrgicos ou de
produtos de metais não-ferrosos;
 NBR 1915.
Classificação dos produtos laminados
 Os produtos laminados podem ser inicialmente
classificados em: produtos semi-acabados e produtos
acabados.
 Os produtos semi-acabados são os blocos, as placas e os
tarugos (ou palanquilhas).
 Os produtos acabados, por sua vez, se subdividem em
dois grupos: produtos não planos e produtos planos.
Defeitos em produtos semi-acabados
(blocos)
 (a) blocos losangulares – desalinhamento das ranhuras dos cilindros,
aquecimento desuniforme do lingote, laminação numa passagem maior
do que a secção do bloco contido, laminação de esquadriar com uma
relação de lados > 1,5;
 (b) e (c) blocos com colarinhos – desalinhamentos de ranhuras e
penetração da peça lateral da ranhura.
 (c) blocos com nervuras – alteração do programa de desbaste,
inclinação insuficiente dos lados das ranhuras.
 (d) blocos torcidos– desalinhamento das passagens, cilindros não
paralelos, penetração da peça na lateral, aquecimento desuniforme.
 (e) blocos cambados – diferença de folgas entre as extremidades
laterais da ranhura do cilindro;
 (f) blocos bojudos – paredes das ranhuras excessivamente gastas. Os
tarugos podem apresentar defeitos semelhantes aos blocos cujas
causas também são aproximadamente as mesmas:
Os tarugos podem apresentar defeitos 
semelhantes aos blocos
 (h) tarugos com uma nervura lateral - guias de entrada assimétricas em relação
ao eixo vertical da passagem;
 (i) tarugos com duas nervuras laterais - excesso de metal entrando no espaço
entre os cilindros;
 (j) tarugos com colarinhos - desalinhamento das ranhuras, rotação insuficiente 
da peça antes de entrar na passagem; 
 (k) tarugos com cantos incompletos - falta de metal entrando na
passagem;
 l) tarugos retangulares (ao invés de quadrados) - desalinhamento de
ranhuras;
 (m) tarugos bojudos - paredes das ranhuras excessivamente gastas.
 Além dos defeitos de forma na secção transversal, ou na dimensão
longitudinal, podem surgir os defeitos de superfície tanto nos blocos e
tarugos como nas placas.
Os defeitos internos e externos mais 
comuns são:
 (a) trincas externas - formadas no momento do resfriamento ou em
alguns dias posteriores - apresentam-se comumente como linhas
intermitentes na direção de laminação e às vezes podem até mesmo
penetrar o centro da peça;
 (b) trincas internas (escamas) - formam-se no momento do
resfriamento e se apresentam como diversas descontinuidades que se
espalham por toda a secção da peça.
Defeitos em produtos acabados
 Os defeitos mais comuns são os erros de forma como: falta de
material, formação de nervuras, desencontro das duas metades da
secção, abaulamento, flambagem e retorcimento.
 Esses defeitos decorrem do descontrole no ajuste e posicionamento
dos cilindros de laminação e das guias auxiliares e, ainda, do projeto
errado da sequência de passes e de ciclos de aquecimento e
resfriamento.
 Além dos defeitos de forma, podem estar presentes também defeitos
de superfície como superposições, costuras, rugas, marcas, riscos e
escamas. Esses podem ter origem no ajuste, posicionamento e
acabamento superficial dos cilindros e das guias, na presença de
cascas de óxidos.
Questionário
 1. Descreva o processo de laminação a quente e a frio.
 2. Descreva os procedimentos de controle de qualidade que
necessitam ser seguidos no processo de laminação.
 3. Descreva os defeitos em peças laminadas interno e externo, e as
medidas de controle.
 4. Explique como o projeto da instalação de laminação, por sua vez, é
dependente dos demais fatores.
 5. Cite três defeitos em produtos semi-acabados e as medidas de
controle.